Высоковольтные испытания кабеля сшитого полиэтилена

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Электролаборатория «Макс-энерго» выполняет работы по испытанию кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ) сверхнизкой частотой 0,1 (Гц). На данный момент в регионе не так много аттестованных лабораторий, способных провести высоковольтные испытания кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ) ввиду отсутствия необходимого оборудования. Все они продолжают по старинке испытывать кабель из СПЭ постоянным напряжением (как обычный высоковольтный кабель). У нас есть новейшее электрооборудование, современные мобильные аппараты и специалисты, способные в кратчайшие сроки провести данный вид испытаний.

Утвержден ГОСТ на испытание кабеля из сшитого полиэтилена, который фиксирует требования к проведению процедуры испытаний. «Макс-энерго» гарантирует профессиональное выполнение испытаний в соответствии с ГОСТом. Кроме того, Федеральной службой по аккредитации нам выданы разрешительные документы, которые дают право компании проводить испытания кабелей из сшитого полиэтилена 6 и 10 кВ и выдавать протоколы установленного образца на результаты испытаний.

На смену кабелям для высокого напряжения, имеющим пластмассовую или поливинилхлоридную изоляцию, приходит кабель СПЭ. Изоляция такого продукта изготовлена из сшитого полиэтилена (СПЭ).

Отечественный рынок кабельной продукции отмечает высокую востребованность изделий с изоляцией из сшитого полиэтилена. По российскому стандарту товары данного вида обозначаются аббревиатурой СПЭ, в международном учете используются обозначения VPE, PEX.

Высоковольтные испытания кабеля из сшитого полиэтилена проводятся перед вводом кабельных линий в эксплуатацию, после ремонтных работ по восстановлению поврежденной изоляции кабелей (кроме ремонта оболочек), после перекладки концевых муфт, периодические испытания по графику.

Кабели из сшитого полиэтилена обладают рядом преимуществ:

• отсутствие масла, что исключает ошибку и возможность его вытекания при прокладке кабеля на разных перепадах высот («выдавленное» масло, или вязкий изоляционный пропиточный состав высушит разделку, что в итоге может привести к короткому замыканию — примеры с такими авариями как раз приведены в статье про последствия при коротком замыкании);
• высокие изоляционные характеристики при низких диэлектрических потерях;
• повышенная нагрузочная способность по сравнению с проводами различного сечения для сетей с бумажно-пропитанной изоляцией (например, ААШв);
• значительный срок службы (не менее 40 лет), что на 10 лет больше, чем у того же кабеля ААШв; • гибкость позволяет прокладывать его в труднодоступных местах;
• возможность прокладки при отрицательных температурах, вплоть до -15°С;
• небольшой вес по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией.

Мы проводим испытания оболочки проложенных кабелей из сшитого полиэтилена 10 кВ повышенным напряжением на объектах. Подобная процедура помогает определить его состояние и своевременно организовать ремонт или провести замену элемента. В целом это обеспечивает безотказное функционирование КЛ, позволяет избежать аварий и таким образом сэкономит предприятию время и бюджет.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• необходимость обучаться его монтажу и ремонту;
• наличие специального инструмента для его монтажа и ремонта;
• высокая стоимость установки для испытания изоляции кабеля из сшитого полиэтилена.

В результате проведенных исследований были получены данные, что при испытании кабеля СПЭ постоянным (выпрямленным) напряжением в слое изоляции из сшитого полиэтилена и на поверхности проводящих экранов накапливаются локальные объемные заряды, которые в конечном счете могут привести либо к значительному снижению срока службы кабеля, либо к пробою его изоляционных материалов. Данному явлению больше всего подвергнуты кабельные муфты, так как они являются наиболее слабыми элементами кабельной линии.

Испытание СПЭ кабеля сверхнизкой частотой (СНЧ) обусловлено тем, что изменение полярности заряда компенсирует уже накопленные заряды, тем самым разряжая их. Но особенно эффективно происходит испытание кабеля именно сверхнизкой частотой 0,1 (Гц) синусообразной формы.

Испытательное напряжение кабеля из сшитого полиэтилена выбирается из рабочего напряжения кабельной линии.

Подготовка включает в себя следующие этапы.

• Проверка на целостность (прозвонка) кабелей. Это позволяет удостовериться в неразрывности жил кабелей и убедиться, что оба конца принадлежат одному кабелю (чтобы не подать повышенное напряжение в неизвестность).
• Замер сопротивления изоляции кабелей испытывается мегомметром (мегаомметром) на 2500 Вольт.

Испытательное напряжение прикладывается между экраном и «землей» (заземляющим устройством). После испытаний экран кабеля необходимо заземлить на время не менее 1 часа (60 минут).

ВАЖНО. Только высоковольтные испытания (а не замер сопротивления изоляции) дают полное представление о состоянии кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ).

Высоковольтные испытания электрокабеля из сшитого полиэтилена для кабельных линий 6кВ, 10кВ, 20кВ, 35кВ (основная изоляция):

Источник

Высоковольтные испытания кабеля сшитого полиэтилена

1.1 .Настоящая методика предназначена для производства испытания силовых кабелей линий напряжением до 10 кВ (в том числе кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена)
, с целью определения дефектов изоляции в процессе эксплуатации и на вновь вводимых электроустановках согласно п.6 приложения 3 ПТЭЭП, раздела 29 РД34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования». 1.2.В соответствии с п. 1.8.40 ПУЭ силовые кабельные линии напряжением до 10 кВ включи¬тельно испытываются в следующем объеме:
-проверка целостности и фазировки жил кабеля;
-измерение сопротивления изоляции;
-испытание повышенным напряжением выпрямленного тока;
-проверка защиты от блуждающих токов (при наличии установленных устройств катодной защиты);
-измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок).

2. Условия выполнения измерений

2.1.Испытание силовых кабельных линий производят при положительной температуре окружающей среды, это связано с тем, что в холодное время года, в мороз в случае наличия в кабельной массе или внутри изоляции низковольтного кабеля частиц воды в замёрзшем состоянии это не будет выявлено при испытании, так как лёд является диэлектриком.
2.2.Перед испытанием кабельных линий проводят внешний осмотр:
-проверяют правильность прокладки и монтажа кабелей;
-состояние концевых разделок (концевые разделки должны быть чистыми, не иметь следов подтека заливочной массы, трещин вспучивания, сколов изоляторов и т.д.);
-достаточность изоляционных расстояний между жилами кабеля и заземленными элемента¬ми;
-надежность заземления концевых разделок, металлической оболочки и брони кабеля. 2.3.Испытательное напряжение принимается в соответствии с таблицей №4.1 с учетом мест¬ных условий работы силовых кабельных линий.
2.4.Для кабелей напряжением до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях состав-ляет 10мин., а в процессе эксплуатации 5мин.
2.5.Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10кВ длительность наложения ис-пытательного напряжения 5мин.
2.6.Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице №4.2.
, с целью определения дефектов изоляции в процессе эксплуатации и на вновь вводимых электроустановках согласно п.6 приложения 3 ПТЭЭП, раздела 29 РД34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования». 1.2.В соответствии с п. 1.8.40 ПУЭ силовые кабельные линии напряжением до 10 кВ включи¬тельно испытываются в следующем объеме:
-проверка целостности и фазировки жил кабеля;
-измерение сопротивления изоляции;
-испытание повышенным напряжением выпрямленного тока;
-проверка защиты от блуждающих токов (при наличии установленных устройств катодной защиты);
-измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок).

З. Метод измерений

3.1.При проверке целостности и фазировки жил кабеля проверяются целостность, и совпаде-ние обозначений фаз подключаемых жил кабеля. Производится в эксплуатации после окон-чания монтажа, перемонтажа муфт или отсоединения жил кабеля
3.2.Измерение сопротивления изоляции кабельной линии производится методами, рассмот-ренными в методики МВИ-02 «Измерение сопротивления изоляции».
3.3 Испытание силовых кабельных линий повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствия местных и общих дефектов, не обнаруженных другими методами. Испытание изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции.
3.4.Изоляция может быть подвергнута испытанию повышенным напряжением только при по-ложительных результатах проверки.
3.5.Для высоковольтного испытания кабельных линий существует метод испытаний напря-жением постоянного тока, полученного путём преобразования (выпрямления) переменного тока, испытательное напряжение превышает рабочее и его приложение создаёт в испыты-ваемой изоляции повышенную напряжённость электрического поля, что позволяет обнару-жить дефекты, вызвавшие недопустимое для дальнейшей эксплуатации объекта снижение электрической прочности изоляции.
При испытании приложенным напряжением постоянного тока предусмотрено также изме-рение тока проводимости (утечки) изоляционной конструкции.
Значение тока проводимости даёт дополнительную информацию о состоянии изоляции и для некоторых её видов является диагностическим методом.
3.6.Проверка защиты от блуждающих токов или проверка антикоррозийных защит произво-дится методом измерения потенциалов и токов в оболочках кабелей и параметров электро-защиты.
3.7.Измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок) вы-полняют по методике МВИ-01 «Измерение сопротивления заземляющих устройств».
2.2.Перед испытанием кабельных линий проводят внешний осмотр:
-проверяют правильность прокладки и монтажа кабелей;
-состояние концевых разделок (концевые разделки должны быть чистыми, не иметь следов подтека заливочной массы, трещин вспучивания, сколов изоляторов и т.д.);
-достаточность изоляционных расстояний между жилами кабеля и заземленными элемента¬ми;
-надежность заземления концевых разделок, металлической оболочки и брони кабеля. 2.3.Испытательное напряжение принимается в соответствии с таблицей №4.1 с учетом мест¬ных условий работы силовых кабельных линий.
2.4.Для кабелей напряжением до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях состав-ляет 10мин., а в процессе эксплуатации 5мин.
2.5.Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10кВ длительность наложения ис-пытательного напряжения 5мин.
2.6.Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице №4.2.
, с целью определения дефектов изоляции в процессе эксплуатации и на вновь вводимых электроустановках согласно п.6 приложения 3 ПТЭЭП, раздела 29 РД34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования». 1.2.В соответствии с п. 1.8.40 ПУЭ силовые кабельные линии напряжением до 10 кВ включи¬тельно испытываются в следующем объеме:
-проверка целостности и фазировки жил кабеля;
-измерение сопротивления изоляции;
-испытание повышенным напряжением выпрямленного тока;
-проверка защиты от блуждающих токов (при наличии установленных устройств катодной защиты);
-измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок).

4. Нормы погрешности измерений

Приведённая погрешность киловольтметра аппарата АИД-70М не должна превышать 4,5%. на переменном и постоянном напряжении.
Класс точности мегаомметра ЭСО202/2г ±15%. Предел допускаемой приведённой основной погрешности равен + 15% от всей длины шкалы при напряжении 1000-2500 вольт.
3.2.Измерение сопротивления изоляции кабельной линии производится методами, рассмот-ренными в методики МВИ-02 «Измерение сопротивления изоляции».
3.3 Испытание силовых кабельных линий повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствия местных и общих дефектов, не обнаруженных другими методами. Испытание изоляции повышенным напряжением должны предшествовать тщательный осмотр и оценка состояния изоляции.
3.4.Изоляция может быть подвергнута испытанию повышенным напряжением только при по-ложительных результатах проверки.
3.5.Для высоковольтного испытания кабельных линий существует метод испытаний напря-жением постоянного тока, полученного путём преобразования (выпрямления) переменного тока, испытательное напряжение превышает рабочее и его приложение создаёт в испыты-ваемой изоляции повышенную напряжённость электрического поля, что позволяет обнару-жить дефекты, вызвавшие недопустимое для дальнейшей эксплуатации объекта снижение электрической прочности изоляции.
При испытании приложенным напряжением постоянного тока предусмотрено также изме-рение тока проводимости (утечки) изоляционной конструкции.
Значение тока проводимости даёт дополнительную информацию о состоянии изоляции и для некоторых её видов является диагностическим методом.
3.6.Проверка защиты от блуждающих токов или проверка антикоррозийных защит произво-дится методом измерения потенциалов и токов в оболочках кабелей и параметров электро-защиты.
3.7.Измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок) вы-полняют по методике МВИ-01 «Измерение сопротивления заземляющих устройств».
2.2.Перед испытанием кабельных линий проводят внешний осмотр:
-проверяют правильность прокладки и монтажа кабелей;
-состояние концевых разделок (концевые разделки должны быть чистыми, не иметь следов подтека заливочной массы, трещин вспучивания, сколов изоляторов и т.д.);
-достаточность изоляционных расстояний между жилами кабеля и заземленными элемента¬ми;
-надежность заземления концевых разделок, металлической оболочки и брони кабеля. 2.3.Испытательное напряжение принимается в соответствии с таблицей №4.1 с учетом мест¬ных условий работы силовых кабельных линий.
2.4.Для кабелей напряжением до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длительность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях состав-ляет 10мин., а в процессе эксплуатации 5мин.
2.5.Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10кВ длительность наложения ис-пытательного напряжения 5мин.
2.6.Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице №4.2.
, с целью определения дефектов изоляции в процессе эксплуатации и на вновь вводимых электроустановках согласно п.6 приложения 3 ПТЭЭП, раздела 29 РД34.45-51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования». 1.2.В соответствии с п. 1.8.40 ПУЭ силовые кабельные линии напряжением до 10 кВ включи¬тельно испытываются в следующем объеме:
-проверка целостности и фазировки жил кабеля;
-измерение сопротивления изоляции;
-испытание повышенным напряжением выпрямленного тока;
-проверка защиты от блуждающих токов (при наличии установленных устройств катодной защиты);
-измерение сопротивления заземления соединительных и концевых муфт (заделок).

4. Нормы погрешности измерений

5.1.При выполнении измерений по данной методике могут применяться средства измерения и другие технические средства, приведенные в таблице 5.1:

Таблица 5.1 — СИ, ИО и вспомогательное оборудование

Рабочий диапазон измерения

Класс точности, в отн. ед. (предел допускаемой погрешности, %)

Аппарат высоковольтный АИД-70М

пост. 0-70 кВ перем. 0-50 кВ

пост. 0-70 кВ перем. 0-50 кВ

лаборатория с установкой для испытания КЛ из сшитого полиэтилена

частотой 0,1Гц СНЧ-0,1

Гигрометр психометрический ВИТ-2

5.2.При измерениях используются средства измерений рассмотренные в соответствующих методиках измерений.
5.3. При испытание силовых кабельных линий повышенным напряжением используется ус¬тановка типа АИД-70М (в дальнейшем по тексту — установка) предназначена для испытания
изоляции силовых кабелей 6-10 кВ, твердых диэлектриков выпрямленным напряжением от¬рицательной полярности и мегаомметр ЭСО202/2Г на пределе 2500 вольт.

6. Операции при подготовке к выполнению измерений

6.1.При подготовке к выполнению измерений проводят подготовительные работы: 6.2.Изучение электроустановки на соответствие проекту
6.3.Производство необходимых мероприятий по отключению электроустановки
6.4.Визуально во всех доступных местах проверить чистоту изоляции элементов электроус-тановки
6.5.Для измерительного блока установки АИД-70М необходимо обеспечить условия нормаль-ной естественной вентиляции
6.6.Изолятор высоковольтного вывода трансформатора должен быть всегда чистым, неза¬долго перед измерением нужно протереть его тряпкой, смоченной этиловым ректификован¬ным спиртом, при измерении на постоянном токе такая протирка должна быть произведена не менее чем за 30 мин. до начала измерений.
6.7.Перед началом любых измерений с помощью установки АИД-70М корпуса высоквольт-ного трансформатора и измерительного блока должны быть надёжно заземлены прилагаемыми к аппарату гибким медным проводом сечением 4 мм2.
6.8.Подключить высоковольтный трансформатор к измерительному блоку с помощью сое-динительного кабеля, перед подключением измерительного блока к сети спецключ поло¬жения видов испытательного напряжения должен быть вынут из своего гнезда.
Удалить пульт управления от источника высокого напряжения на расстояние не мене 3 м. и подключить измерительный блок к питающей сети.
6.9.Для включения необходимо однофазное питание 220В (напряжение может находиться в пределах от 220±11 вольт) переменного тока 50 Гц. Необходимо также учитывать, что форма измерительного напряжения будет соответствовать форме питающего, поэтому в тех случаях, когда форма испытательного напряжения критична, необходимо обеспечить уровень искажений питающего напряжения до 5%.
б.10.Для непосредственно подключения необходима стандартная Евророзетка с заземляю-щим контактом.
6.11.Возможно стационарное подключение кабелем к любому подходящему соединителю, на котором имеется требуемое питание и заземление.

7. Операции при выполнении высоковольтных испытаний.

7.1.Перед испытанием повышенным напряжением силового кабеля необходимо точно уста-новить начало и конец испытательного кабеля и обеспечить безопасность производства ра¬бот.
7.2 Проверить изоляцию кабеля мегаомметром по методике проверки изоляции МВИ-2 7.3.Установив источник испытательного напряжения (в дальнейшем -источник) близи ис-пытуемого объекта.
7.4. Заземлить источник гибким медным проводом сечением 4 мм2.
7.5.Кабели источника присоединить к соответствующим разъёмам пульта управления.
7.6. Удалить пульт управления аппарата от источника питания на расстояние не менее Зм. Заземлить пульт управления и присоединить его к питающей сети.
7.10. Лица, присутствующие при испытаниях, должны быть удалены от источника питания и испытуемого объекта на расстояние не менее 3 м.
7.7. Вставить спецключ от аппарата в переключатель пульта управления и включить необхо-димый вид испытательного напряжения , при испытании кабеля это постоянное напряжение, при этом должен загореться зелёный сигнал.

7.11. При работе на выпрямленном напряжении «-» во избежание выхода из строя источника, а также для правильного измерения величины испытательного напряжения, необходимо следить за положением тумблера «KV»
7.12. Вращая ручку регулятора испытательного напряжения против движения часовой стрел-ки, установить её в исходное положение до упора.
7.13. Включить испытательное напряжение кнопкой «СТОП», при этом должен загореться красный сигнал.
7.14. Вращая ручку регулятора испытательного напряжения по направлению движения часо-вой стрелки и наблюдая за показаниями киловольтметра, установить необходимую величину испытательного напряжения.
При испытании емкостных объектов, в том числе кабелей, необходимо помнить, что после прекращения вращения ручки регулятора напряжения, испытательное напряжение на объек¬те продолжает увеличиваться (стрелка киловольтметра продолжает отклоняться) по зарядки ёмкости.
7.14. При работе на выпрямленном испытательном напряжении « — » измерение тока нагруз¬ки величиной до 1 мА следует производить микроамперметром, при этом следует нажать кнопку, шунтирующую этот прибор.
7.15. После окончания испытания необходимо ручку регулятора испытательного напряже¬ния, вращая её против движения часовой стрелки, установить в исходное положение до упо¬ра.
7.16. Кнопкой «СТОП» отключить испытательное напряжение и только после этого отключить аппарат от сети установить его в положение «О».
Контроль за снятием остаточного емкостного заряда с испытуемого объекта необходимо осуществлять, наблюдая за киловольтметром аппарата- стрелка киловольтметра должна сто¬ять на числовой отметке шкалы «0».
7.17.Подъем напряжения до 25-30% испытательного может производиться с любой скоро¬стью, однако скорость подъема ограничена бросками зарядного тока в кабеле.
Далее напряжение повышают до испытательного плавно со скоростью 1-2% испытательного напряжения в секунду, общая продолжительность подъема напряжения, выраженная в секундах, должна быть не менее значения, численно равного значению испытательного на-пряжения, выраженного в киловаттах.
7.18.Во время испытания необходимо периодически проверять ток утечки, значение этого тока не нормируется, но его колебание или нарастание являются первым признаком дефект-ности кабеля.
7.19.При удовлетворительном состоянии кабеля ток утечки при подъеме напряжения сначала резко возрастает (за счет заряда емкости кабеля), затем быстро опадает до 10-20% максимального значения.
7.20.При испытании обращается внимание на асимметрию тока утечки по фазам, т.е. наи-большую разность значений тока утечки, у кабеля имеющего удовлетворительную изоляцию, коэффициент асимметрии не превосходит 2 для кабеля 6кВ. и 3 для кабеля 10кВ.
7.21.После выдержки положенного времени напряжение плавно снижается до 30% испыта-тельного, затем понижение напряжения может быть ускорено.
7.22.После снятия напряжения на испытываемом кабеле еще длительно сохраняет напряже¬ние заряда, все соседние кабеля, хотя и не были присоединены к источнику питания, также заряжаются до напряжения, опасного для жизни человека, поэтому перед испытанием кабеля все его жилы, кроме испытуемой, должны быть заземлены. Заземляются также и соседние кабеля, если они не находятся под напряжением.
7.23.После снятия испытательного напряжения отключения испытательной установки от се¬ти кабеля необходимо разрядить, для этого используется специальная разрядная штанга или сопротивление примерно 20000 ОМ.
7.24.Разрядить испытанную жилу кабеля необходимо сначала через сопротивление, а потом без него, затем наложить заземление.
7.25.По окончании испытания всех жил кабеля повторно измеряется сопротивление изоляции каждой жилы относительно земли и между собой мегаомметром 2500В., после чего кабель снова необходимо разрядить.
7.26.Результаты испытания кабеля считаются удовлетворительными, если не наблюдалось скользя¬щих разрядов, толчков тока утечки или нарастания его после достижения установившегося значения и если сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром после испытания, осталось прежним. 7.27.Испытательное напряжение принимается в соответствии с таблицей №7.1 с учетом ме-стных условий работы силовых кабельных линий.
7.28.Для кабелей напряжением до 10кВ с бумажной и пластмассовой изоляцией длитель¬ность приложения полного испытательного напряжения при приёмосдаточных испытаниях составляет 10мин., а в процессе эксплуатации 5мин.
7.29.Для кабелей с резиновой изоляцией на напряжение 3-10кВ длительность наложения ис¬пытательного напряжения 5мин.
7.30.Допустимые токи утечки в зависимости от испытательного напряжения и допустимые значения коэффициента асимметрии при измерении тока утечки приведены в таблице№7.2.

Кабели с бумажной изоляцией на напряжение, кВ

Источник